高中生物 第三章 生物群落的演替 第一节 生物群落的基本单位——种群课件 苏教版必修3.ppt

第三章生物群落的演替 第一节生物群落的基本单位 种群 第三章生物群落的演替 学习导航 第三章生物群落的演替 1 种群的特征 重点 2 种群密度的调查方法 3 种群数量的增长曲线 重 难点 一 种群的特征种群的概念 在一定时间内占据一定空间的 生物的所有个体 种群的特征包括 空间特征和 2 种群的数量特征主要有种群密度 出生率和死亡率 和 等 想一想 1 草原上所有的羊是一个种群吗 提示 不是 草原上的羊不是只有一种 如山羊 绵羊等 因此草原上所有的羊不能认同为一个种群 同种 数量特征 遗传特征 年龄结构 性别比例 二 种群数量的增长规律1 种群增长的 j 型曲线 1 形成的条件 食物养料和空间条件充裕 和没有敌害等理想条件下 2 公式 nt n0 t n0为种群 为每代的 nt为种群第t代的数量 气候适宜 起始数量 增长率 2 种群增长的 s 型曲线 1 形成条件 在有限的环境中 随种群密度的上升 不仅种内个体间的竞争 以该种群生物为食的捕食者数量也会 2 k值 在有限环境的情况下 环境条件能维持的 想一想 2 对于草原上的某一个斑马种群来说 旱季和雨季 它们的k值一样吗 提示 旱季和雨季 因为雨水的不同导致植物生长旺盛程度不同 斑马的食物充足程度不同 k值会发生变化 加剧 增加 种群最大数量 3 探究 酵母菌种群大小的动态变化 1 建立数学模型的基本步骤 问题与假设 交流与合作和结论与反思 2 器材与工具 显微镜 天平 锥形瓶 活性干酵母 质量分数为5 的葡萄糖培养液 盖玻片 台盼蓝染液或者亚甲基蓝溶液 3 总结交流 常用曲线表示酵母菌数量随时间的变化过程 设计与实验 血球计数板 载玻片 判断下列各小题说法是否正确 1 一片森林中的全部蛇是一个种群 2 种群的特征包括数量特征 空间特征和遗传特征 3 种群密度是种群结构最基本的参数 4 动物种群密度的调查常用标记重捕法 如蚂蚁 5 年龄结构 性别比例可以预测种群数量的动态变化 6 某种群的种群密度达到k值后 就稳定不变了 种群的概念及特征 1 对种群概念的理解 1 把握两个 要素 同种 和 所有 同种 指的是同一物种 所有 指全部个体 包括该物种的全部幼年 成年 老年的个体 不分性别 2 把握两个 条件 时间 和 空间 种群必须具有一定时空限制 离开一定的空间和时间的种群不存在 3 把握种群的特征 种群的特征是个体不具有的 个体只具有性别 年龄 出生 死亡等特征 种群不是个体数量的简单累加 个体与种群的关系是部分与整体的关系 从个体层次到种群层次是一个质的飞跃 2 比较种群的特征 单位面积或体积内某种群的个体数量 种群在单位时间内新产生或死亡的个体数量占个体总数的比例 决定种群密度的最直接因素 一个种群中各年龄段的个体数目的比例 三种类型 增长型 稳定型 衰退型 可预测种群数量的变化趋势 种群中雌雄个体数量的比例 在一定程度上影响种群密度 单位时间内迁入或迁出某种群的个体数占该种群个体总数的比率 决定种群数量变化的主要因素 3 影响种群密度的因素 1 直接因素 出生率 死亡率 迁入 迁出 出生率高 迁入多时种群密度增大 相反 种群密度减小 2 间接因素 年龄结构 性别比例通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度 4 预测种群密度的变化趋势年龄结构和性别比例是影响种群密度的间接因素 是预测种群密度未来变化趋势的主要依据 2013 高考浙江卷 下列关于出生率的叙述 正确的是 a 若某种群年初时的个体数为100 年末时为110 其中新生个体数为20 死亡个体数为10 则该种群的年出生率为10 b 若某动物的婚配制为一雌一雄 生殖期个体的雌雄比越接近1 1 则出生率越高c 若通过调控环境条件 使某动物的性成熟推迟 则出生率会更高d 若比较三种年龄结构类型的种群 则稳定型的出生率最高 b 解析 出生率是指单位时间内出生个体数占种群总个体数的百分数或千分数 该种群开始个体总数为100 一年内新出生个体数为20 因此该种群的年出生率 20 100 100 20 故a项错误 若某动物的婚配制为一雌一雄 生殖期个体的雌雄比越接近1 1 参与生殖的个体数越多 出生率就越高 故b项正确 若推迟性成熟期 则会降低出生率 故c项错误 年龄结构是指各个年龄组个体数量在种群中所占的比例关系 增长型 稳定型和衰退型种群数量的变化趋势体现了出生率与死亡率之间差值大小的关系 是一个动态变化的过程 由于不知死亡率的大小 三种类型种群的出生率大小无法比较 故d项错误 2012 高考新课标全国卷改编 某岛屿上生活着一种动物 其种群数量多年维持相对稳定 该动物个体从出生到性成熟需要6个月 下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构 每月最后一天统计种群各年龄组的个体数 关于该种群的叙述 错误的是 a 该种群10月份的出生率可能为零b 天敌的迁入可影响该种群的年龄结构c 该种群的年龄结构随着季节更替而变化d 大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度解析 选d 由图可知 幼年个体从2月底到6月逐渐增多 从6月到12月逐渐减少 12月变为0 而该动物个体从出生到性成熟需要6个月 因此该种群出生时间大概为2月底到6月 到12月都成熟 可判断7 12月份出生率可能为零 a c对 天敌的迁入 通常捕获的多为年幼的 或者衰老的个体 可影响该种群的年龄结构 b对 大量诱杀雄性个体导致性别比例失调 会影响到种群的密度 d错 调查种群密度的方法 1 样方法 1 使用范围 多用于植物 2 含义 在被调查种群的分布范围内 随机选取若干个样方 通过计数每个样方内的个体数 求得每个样方的种群密度 以所有样方种群密度的平均值作为该种群密度的估计值 3 样方大小的选取 草本植物 1m 1m 灌木 5m 5m 乔木 10m 10m 4 取样方法 五点取样法 在总体中按梅花形取5个样方 每个样方的长和宽要求一致 此法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况 等距取样法 调查的总体为长方形时可用此法 2 标记重捕法 1 使用范围 动物 2 含义 在被调查种群的活动范围内 捕获一部分个体 做上标记后再放回原来的环境 经过一段时间后进行重捕 根据重捕到的动物中标记个体数占总数的比例 来估计种群密度 3 计算公式 种群数量 标记个体数 重捕个体数 重捕标记个体数 4 操作注意事项 标记物和标记方法必须对动物的身体不会产生伤害 标记符号必须能够维持一定的时间 标记符号不能过分明显 提醒动物也可以使用样方法调查其种群密度 如虫卵 蚯蚓等 2013 高考山东卷改编 稻田中除了水稻外 还有杂草 田螺等生物 1 调查稻田中田螺种群密度时可采用样方法 选取样方的关键是 根据下面的取样调查表可估算出稻田中田螺的种群密度为 只 m2 随机取样 16 2 稻田中经控制后的有害生物密度与所需的防治成本有关 并影响作物的价值 下图中曲线 填 或 表示将有害生物控制在不同密度时的防治成本 若将有害生物密度分别控制在图中a b c三点 则控制在 点时收益最大 b 解析 1 采用样方法调查种群密度的关键是随机取样 田螺的种群密度为 15 18 15 19 15 14 6 16只 m2 2 分析曲线图可知 经控制后的有害生物密度越大 所需的防治成本越低 作物的价值也越低 但成本和价值的变化幅度不同 收益等于作物的价值减去防治成本 其随着控制后有害生物密度的增大而先增后减 因此 曲线 代表作物的价值 曲线 代表防治成本 而要得到最大收益 应将有害生物密度控制在图中的b点 2014 连云港高二检测 标记重捕法和样方法是调查种群密度的两种常用方法 下列有关说法不正确的是 a 随机取样方n个 每个样方的生物个体数量为x1 x2 xn 则样方内生物个体数量的平均值为 x1 x2 xn nb 调查动物的种群密度时一般采用标记重捕法c 计数时同种生物个体无论大小都要计数d 标记重捕法中种群数量的估算公式是 标记个体数 重捕标记个体数 重捕个体数解析 标记重捕法中种群数量的估算公式是 标记个体数 重捕个体数 重捕标记个体数 d错 d 种群数量的增长规律 1 种群数量增长的数学模型 1 种群增长的 j 型曲线 出现条件 理想环境 食物 养料和空间条件充裕 气候适宜和没有敌害 数量增长公式 nt n0 tnt 第 t 代种群数量 n0 种群起始数量 t 代数 每代增长率 种群的数量是一年前的倍数 2 种群增长的 s 型曲线在环境条件不受破坏的情况下 一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量 又称k值 种群数量达到环境所允许的最大值 k值 后 将停止增长并在k值左右保持相对稳定 曲线图如图 分析 1 a段 呈指数增长 b段 增长速度缓慢 c段 基本保持在环境容纳量的水平 2 k值 k值不是个固定值 k 2值时种群的增长速率最快 可提供的资源数量也是最多的 而且又不影响资源的再生 所以 是对资源利用的最下限 在k值时 种群增长速率为0 此时出生率约等于死亡率 2 j 型增长曲线与 s 型增长曲线的比较 无限环境理想条件 有限环境自然条件 食物和空间条件充裕 气候适宜 没有敌害等 有一个环境条件所允许的种群数量的最大环境容纳量k值 种群数量达到k时 种群将不再增长 保持稳定 逐渐降低 nt n0 t k为环境的容纳量 特别提醒物种进入到新环境可能的数量变化 1 其种群数量在一段时间内呈 j 型增长 注意 在一段时间内 是可行的 时间足够长 也会变成 s 型增长 2 其种群可能会威胁到境内物种多样性 南美食人鱼就是个例子 3 其种群会由于不适应环境而淘汰 上图中的阴影部分就表示被自然选择淘汰的个体 2012 高考重庆卷改编 如图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图 下列叙述错误的是 a 为有效防止蝗灾 应在a点之前及时控制种群密度b a b段 该种群的增长率与种群密度之间呈正相关c 利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现d 对蝗虫进行种群密度的调查方法不是标记重捕法 b 解析 从东亚飞蝗的种群数量变化趋势看 o点到b点所对应的时间段 种群的增长大致呈 s 型 a点的数量大约在环境容纳量的一半 此时蝗虫种群有最快的增长速率 故防治时间应在a点之前 a对 s 型增长的种群增长率一直是下降的 针对于a b段 增长率随着种群密度的升高而降低 不存在正相关关系 b错 利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例后 蝗虫种群内的雌雄比例失调 导致种群内出生率下降 可防止种群增长至c点 c对 蝗虫的繁殖力 迁移能力都很强 个体又小 难以标记 所以 不能使用标记重捕法 通常是对蝗虫的幼虫使用样方法进行调查 d对 探规寻律分析曲线的方法分析曲线时 可抓住几个点 最低点 最高点 与坐标轴的交点 将曲线分阶段分析 如图中o b段显示蝗虫此时的增长为 s 型增长 b点时种群达到环境容纳量 a点表现为k 2 后来达到c点 此时蝗虫的数量明显超过了环境容纳量 终将会因为种内斗争 天敌等的原因导致数量下降 e点之后 蝗虫的数量一般会维持什么增长类型 提示 在有限的环境中 随种群密度的上升 种群个体的种内斗争的加剧 以该种群生物为食的捕食者数量增加 都将使该种群表现为 s 型增长 2014 扬州高二检测 种群在理想环境中 呈 j 型曲线增长 如图中甲 在有环境阻力条件下 呈 s 型曲线增长 如图中乙 结合下图分析 下列有关种群增长曲线的叙述 正确的是 a 若图示大草履虫种群增长曲线 则e点后增长速率为0b 为保护鱼类资源 捕捞的最佳时机应选择在d点c 若图示蝗虫种群增长曲线 则虫害防治应在c点之后d k值是环境容纳量 一般不随环境的变化而改变 a 解析 e点种群数量达到k值 此时增长速率为0 a对 保护鱼类资源 捕捞的最佳时机是k 2处 即c点 b错 防治虫害应在蝗虫出现时 即c点之前 c错 环境容纳量随环境变化而变化 d错 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 1 实验目的 1 通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化 来研究一个种群的数量变化情况 尝试构建种群增长的数学模型 2 通过使用血球计数板掌握单细胞生物的计数方法 3 培养科学探究能力 学会探究实验的一般步骤 4 通过小组间的分工合作 培养协作精神 2 实验原理 1 酵母菌可以用液体培养基来培养 培养液中酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分 空间 ph 温度等因素有关 我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线 从而掌握酵母菌种群数量的变化情况 2 利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法 这种方法可以直接测定样品中全部的细胞数目 所以一般用于单细胞微生物数量的测定 由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的 所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目 3 材料用具酵母菌菌种 无菌马铃薯培养液或肉汤培养液 无菌水 试管 棉塞 恒温培养箱 显微镜 无菌滴管 无菌移液管 小烧杯或小试管 血球计数板 2mm 2mm 纱布 滤纸 镊子 盖玻片等 4 探究思路对一支试管中的培养液 可定为10ml 中的酵母菌逐个计数是非常困难的 可以采用抽样检测的方法 先将盖玻片放在计数室上 用吸管吸取培养液 滴于盖玻片边缘 让培养液自行渗入 多余培养液用滤纸吸去 稍待片刻 待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部 将计数板放在载物台的中央 计数一个小方格内的酵母菌数量 再以此为根据 估算试管中的酵母菌总数 盖玻片下 培养液厚度为0 1mm 可算出10ml培养液中酵母菌总数的公式 2 5 104x x为小方格内酵母菌数 特别提醒实验注意点 1 从静置的试管中取培养液计数时 需先将试管轻轻振荡几次 目的是使培养液中的酵母菌均匀分布 减少误差 2 如果一个小方格内酵母菌过多 难以数清 应当取1ml酵母菌培养液稀释几倍后 再用血球计数板计数 所得数值乘以稀释倍数 3 本实验不需要设置对照 因为时间上先后可以相互对照 但需要分组重复实验 获得平均数值 4 对于压在小方格界线上的酵母菌 应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌数 5 每天计数酵母菌数量的时间要固定 6 结果的记录最好用记录表 表格如下 下列是关于探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 实验 某生物兴趣小组的同学在三种不同的条件下 观察酵母菌种群的生长情况时 得出下表中的数据 在有氧情况下培养测得的酵母菌数 106个 ml 请根据所学的知识 回答下列有关问题 实验研究的三种条件如下 条件一 无菌水10ml 加入干酵母液0 1ml 环境温度28 条件二 培养液10ml 加入干酵母液0 1ml 环境温度28 条件三 培养液10ml 加入干酵母液0 1ml 环境温度5 1 三种条件对应的组别编号依次是 2 请写出主要呼吸作用的反应式 c a b 3 上述三种条件的设置 可分别用来探究 对酵母菌种群数量变化的影响 如条件一与条件二组合可以探究 对酵母菌种群数量变化的影响 而条件二与条件三组合则可以用来探究 对酵母菌种群数量变化的影响 其中条件二的设置在该实验中属于 4 本实验过程中 每隔24小时取一定量的酵母菌培养液 用血球计数板在显微镜下进行细胞计数 并以多次计数的平均值估算试